Sposób ciągłego hartowania indukcyjnego

PL 16 99 40 31

RZECZPOSPOLITA POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 169940

(13) B1

(21) Numer zgłoszenia: 298740

(22) Data zgłoszenia: 27.04.1993

(51) IntCl6

C21D9/00

(54) Sposób ciągłego hartowania indukcyjnego

(43) Zgłoszenie ogłoszono:

31.10.1994 BUP 22/94

(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

30.09.1996 WUP 09/96

(73) Uprawniony z patentu:

Huta im. Mariana Buczka, Sosnowiec, PL Politechnika Śląska, Katowice, PL

(72) Twórcy wynalazku:

Andrzej Adamiec, Sosnowiec, PL Jerzy Barglik, Katowice, PL Ryszard Dziedzic, Sosnowiec, PL

(57) 1. Sposób ciągłego hartowania indukcyjnego

p

P = K1 / K2

gdzie. P oznacza moc czynną generatora, V K 1 określa parametry układu grzejnego: wzbudnik (2) - przedmiot hartowany (1) i wynosi od 5 ·10-6 do J /m K 2 określa sprawność generatora i toru prądowe-108 go i wynosi od 0,5 do 0,9, a V jest niezmienną prędkością liniową przedmiotu (1) względem wzbudnika (2), którego średnica Dw jest o 3 do 10 mm większa od maksymalnej średnicy Dpmax hartowanego przed- miotu (1), któremu ponadto nadaje się ruch obrotowy wokół jego osi

Sposób ciągłego hartowania indukcyjnego

Z a s t r z e ż e n i a p a t e n t o w e

1. Sposób ciągłego hartowania indukcyjnego przedmiotów o zmiennym na długości przekroju kołowym przy pomocy cylindrycznego wzbudnika indukcyjnego oraz ruchu obroto- wym i posuwistym hartowanego przedmiotu, znamienny tym, że przedmiot hartowany (1) o zmiennym na długości przekroju kołowym i długości L 1 umieszcza się w cylindrycznym wzbudniku (2) o długości L 2 « L 1, a następnie przy niezmiennej w czasie mocy czynnej generatora wysokiej częstotliwości P wyznaczonej według zależności:

P = K1/ K2

gdzie: P oznacza moc czynną generatora, K1 określa parametry układu grzejnego: wzbudV nik (2) - przedmiot hartowany (1) i wynosi od 5· 10-6 do 108 J/m, K2 określa sprawność generatora i toru prądowego i wynosi od 0,5 do 0,9, a V jest niezmienną prędkością liniową przedmiotu (1) względem wzbudnika (2), którego średnica Dw jest o 3 do 10 mm większa od maksymalnej średnicy Dpmax hartowanego przedmiotu (1), któremu ponadto nadaje się ruch obrotowy wokół jego osi.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przedmiot hartowany (1) przemieszcza się pomiędzy uzwojeniami wzbudnika (2) od średnicy ^{D p m in} do średnicy D p m a x .

* * *

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciągłego indukcyjnego hartowania przedmiotów o zmiennym na długości przekroju kołowym, zwłaszcza do hartowania stożkowych trzpieni walcarek pielgrzymowych.

Dotychczas z uwagi na zmienny na długości przekrój poprzeczny trzpienie nagrzewa się w piecu komorowym lub wgłębnym i hartuje w kąpieli wodnej lub olejowej poprzez ich zanurzenie. Powoduje to ich krzywienie i konieczność stosowania naddatków na szlifowanie.

Znany jest również z opisu patentowego nr 154 022 sposób indukcyjnego nagrzewania polegający na przesuwaniu przedkuwki przeznaczonej na wał korbowy, kolejno przez wzbudnik składający się z części cylindrycznej oraz części owalnej. Z kolei w opisie patentowym nr 102 618 przedstawiono sposób hartowania indukcyjnego z zastosowaniem wzbudnika cylindrycznego, lecz jedynie dla przedmiotów o stałym na długości przekroju kołowym.

Sposób ciągłego indukcyjnego hartowania według wynalazku polega na zastosowaniu cylindrycznego wzbudnika do hartowania przedmiotów o zmiennym na długości przekroju kołowym. Przedmiotowi umieszczonemu w cylindrycznym wzbudniku nadaje się ruch obrotowy wokół swojej osi, a równocześnie przemieszcza się go względem wzbudnika z niezmienną w czasie prędkością liniową, przy stałej ściśle określonej mocy czynnej generatora wysokiej częstotliwości. Moc generatora określona jest zależnością:

P = K 1 / K2·^V

gdzie: P oznacza moc czynną generatora, K1 określa parametry układu grzejnego: -

6 g J

wzbudnik - przedmiot hartowany i wynosi od 5· 10-6 do 10 8 J/m, K2 określa sprawność generatora i toru prądowego i wynosi od 0,5 do 0,9, a V jest prędkością liniową przedmiotu hartowanego względem wzbudnika indukcyjnego. Średnica wewnętrzna wzbudnika jest o 3 do 10 mm większa od maksymalnej średnicy hartowanego przedmiotu. Korzystnie jest, aby przedmiot hartowany

169 940 3 przemieszczał się względem wzbudnika od swojej średnicy przekroju minimalnej w kierunku średnicy maksymalnej.

Sposób według wynalazku zostanie bliżej wyjaśniony na rysunku przedstawiającym układ:

wzbudnik - przedmiot hartowany w przekroju poprzecznym. Przedmiot hartowany 1 w kształcie stożka obrotowego o średnicy zewnętrznej od ^{D pm in} do ^{D p max} i długości ^{L 1 ,} przemieszcza się ze stałą prędkością liniową V pomiędzy uzwojeniami wzbudnika 2 o średnicy wewnętrznej Dw i długości L2. Przedmiot hartowany obraca się ponadto wokół swojej osi.

Z pręta ze stali narzędziowej o średnicy Ø = 30 mm wykonano trzpień walcowniczy o kształcie stożka obrotowego o średnicy maksymalnej ^Dpmax = 28,5 mm, oraz średnicy minimal- nej ^{Dpm in=} 15 mm i długości L1 = 470 mm. Tak wykonany przedmiot umieszczono od strony cieńszego końca pomiędzy uzwojeniami cylindrycznego wzbudnika indukcyjnego o średnicy wewnętrznej Dw = 36,0 mm i długości L2 = 50 mm. Po określeniu parametru układu grzejnego

K 1 równego 6·106 oraz przy znanej sprawności generatora i toru prądowego ^{K 2} równej 0,6 oraz dobranej prędkości liniowej przedmiotu hartowanego względem wzbudnika V równej 0,003 m/s obliczono moc czynną generatora wysokiej częstotliwości

P = 6·106·

J / m / 0 , 6 · 3 · 1 0 - 3 m /s = 3 0 k W

Przedmiotowi nadano ruch obrotowy wokół swojej osi i po włączeniu zasilania przemie- szczano go ze stałą prędkością 0,003 m/s względem wzbudnika w kierunku grubszego końca.

Po zakończeniu procesu hartowania uzyskano stałą na długości trzpienia warstwę zewnętrzną o grubości 6 do 8 mm o twardości 60 do 62 HRC przechodzącą łagodnie poprzez warstwę pośrednią do niezahartowanego rdzenia przedmiotu hartowanego.

Po operacji odpuszczenia uzyskano twardość przedmiotu zahartowanego od 56 do 59 HRC na głębokości 6 do 8 mm.

169 940

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł